Исследователи из Университета Васэда разработали специальную ручку, позволяющую с высокой точностью и выборочно сглаживать поверхность трехмерных объектов, распечатанных на 3D-принтере. Результаты работы японских ученых опубликованы в журнале Scientific Reports, а краткое ее изложение приводит Phys.org. Новая разработка уже была успешно опробована на фигурках, распечатанных из ABS-пластика.

Во время печати объектов из пластика печатающая головка принтера — экструдер — создает их, накладывая тонкие слои нагретого пластика друг на друга. Во время накладывания пластик незначительно растекается, из-за чего готовые фигурки имеют шероховатую поверхность.

В домашних условиях справиться с такой шероховатостью можно двумя способами: механической обработкой (например, зашкуриванием) или химической обработкой (обычно фигурку помещают в банку с парами ацетона). Конечный результат таких обработок не всегда может быть удачным. Например, неправильный расчет времени пребывания фигурки в парах ацетона может сильно исказить ее рельефные детали.

Сверху слева направо: распечатанная ладонь, механически отполированная ладонь, обработанная ацетоновой ручкой ладонь. Снизу слева направо: распечатанная фигурка собаки, обработанная паром фигурка собаки, обработанная ацетоновой ручкой фигурка собаки. Waseda University

Система контрольного нанесения ацетона и оценки реузльтатов: 1) напечатанный объект; 2) ручка с ацетоном; 3) лазерный датчик; 4) микроскоп; 5) платформа перемещения объекта по осям X и Y; 6) платформа перемещения объекта по оси Z. Waseda University

Новая ручка, разработанная японскими исследователями, позволит контролируемо сглаживать поверхность напечатанных объектов, причем делать это только в тех местах, где необходимо. Ручка представляет собой контейнер для химического реагента и мягкий колпачек, пропускающий его. Во время обработки фигурки необходимо лишь проводить в нужных местах колпачком, с которого ацетон будет переноситься на пластик.

По итогам экспериментов, японские ученые выяснили, что их ручка позволяет добиться лучших результатов, чем традиционные методы сглаживания поверхности распечатанных объектов. Кроме того, она, по мнению исследователей, является простым инструментом и не усложняет и не удорожает процесс домашней 3D-печати.

Во время эксперимента исследователи наносили с помощью ручки ацетон на разные участки распечатанных из ABS-пластика фигурок. Затем проводился контроль обработанных поверхностей под микроскопом. Выяснилось, что в отличие от ацетоновой бани, при которой шероховатости просто оплавляются, во время обработки ручки часть размягченного ацетоном пластика равномерно втирается между швами.

Такое равномерное втирание размягченного пластика в швы в сочетании с обработкой только избранных участков распечатанных объектов и позволило ученым добиться хороших результатов. Исследователи также выяснили, что обработанная их ручкой поверхность показала большую прочность, чем если бы ее поместили в ацетоновую баню.

При промышленной трехмерной печати объектов также часто возникает необходимость сглаживания поверхностей объектов. Однако в этой сфере обычно используется механическая обработка, поскольку она позволяет добиться большей точности обработки. Кроме того, отходы после такой обработки в некоторых случаях можно использовать повторно, что обеспечивает экономию производства.

Автор: Василий Сычёв